200101_jeimpt_lr_2012

Рисунок 14.3 – Исследуемая схема

б) Экспериментальное получение таблицы истинности логического элемента 2И-НЕ

Создайте схему, изображенную на рис. 14.4. Включите схему. Подайте на входы схемы все возможные комбинации уровней входных сигналов и, наблюдая уровни сигналов на входах и выходе с помощью логических пробников, заполните таблицу истинности логической схемы 2И-НЕ (табл. 14.6 в разделе «Содержание отчета»). Сравните табл. 14.5 и 14.6 между собой.

Рисунок 14.4 – Исследуемая схема

171

Эксперимент 3. Исследование логической функции ИЛИ

а) Экспериментальное получение таблицы истинности логического элемента ИЛИ

Создайте схему, изображенную на рис. 14.5. Включите схему. Подайте на входы схемы все возможные комбинации уровней входных сигналов и, наблюдая уровни сигналов на входах и выходе с помощью логических пробников, заполните таблицу истинности логической схемы ИЛИ (табл. 14.7 в разделе «Содержание отчета»).

Рисунок 14.5 – Исследуемая схема

б) Получение аналитического выражения для функции.

По табл. 14.7 составьте аналитическое выражение функции и занесите его в раздел «Содержание отчета».

Эксперимент 4. Исследование логической функции ИЛИ-НЕ

а) Экспериментальное получение таблицы истинности логического элемента 2ИЛИ-НЕ, составленного из элементов 2ИЛИ и НЕ.

Создайте схему, изображенную на рис. 14.6. Включите схему. Подайте на входы схемы все возможные комбинации уровней входных сигналов и, наблюдая уровни сигналов на входах и выходе с помощью логических пробников, заполните таблицу истинности логической схемы 2ИЛИ-НЕ (табл. 14.8 в разделе «Содержание отчета»).

б) Экспериментальное получение таблицы истинности логического элемента 2ИЛИ-НЕ

172

Создайте схему, изображенную на рис. 14.7. Включите схему. Подайте на входы схемы все возможные комбинации уровней входных сигналов и, наблюдая уровни сигналов на входах и выходе с помощью логических пробников, заполните таблицу истинности логической схемы 2ИЛИ-НЕ (табл. 14.9 в разделе «Содержание отчета»). Сравните табл. 14.8 и 14.9 между собой.

Рисунок 14.6 – Исследуемая схема

Рисунок 14.7 – Исследуемая схема

Эксперимент 5. Исследование логических схем с помощью генератора слов

а) Сведения об исследуемой микросхеме

Создайте схему, изображенную на рис. 14.8. Включите схему. Ука-

173

жите, к каким выводам микросхемы 7400 подключается источник питания, сколько элементов 2И-НЕ содержит микросхема, сколько элементов используется в данном эксперименте и как обозначены на схеме используемые входы и выходы. Заполните таблицу сведений о микросхеме (табл. 14.10 в разделе «Содержание отчета»).

Рисунок 14.8 – Использование генератора слов

для исследования логических схем

б) Экспериментальное получение таблицы истинности логического элемента 2И-НЕ

Запрограммируйте генератор слов так, чтобы на выходе генератора получать последовательно следующие комбинации: 00, 01, 10, 11. Переведите генератор в режим пошаговой работы нажатием кнопки «Step» на увеличенном изображении генератора. Каждое нажатие кнопки «Step» вызывает переход к очередному слову заданной последовательности, которое подается на выход генератора. Последовательно подавая на микросхему слова из заданной последовательности, заполните таблицу истинности элемента 2И-НЕ (табл. 14.11 в разделе «Содержание отчета»).

Замечание: Значения разрядов текущего слова на выходе генератора отображаются в круглых скобках в нижней части на панели генератора.

Эксперимент 6. Реализация логической функции 3-х переменных

а) Синтез схемы, реализующей функцию, заданную логическим выражением

174

Реализуйте функцию f ab bc на элементах 2И-НЕ.

Указание: Представьте выражение функции через операции логического умножения и инверсии.

Соберите в Electronics Workbench схему на элементах 2И-НЕ, соответствующую полученному выражению. Подключите к входам схемы генератор слов, к выходу – логический пробник. Генератор слов запрограммируйте на формирование последовательности из восьми

слов, сответствующих	числам от 0 до 7: 0 = 000; 1 = 001;
2 = 010; 3 = 011; 4 = 100;	5 = 101; 6 = 110; 7 = 111.

В пошаговом режиме, последовательно подавая на вход полученной схемы все слова последовательности, определите при помощи логического пробника уровень сигнала на выходе схемы. По полученным результатам заполните табл. 14.12 в разделе «Содержание отчета».

б) Синтез схемы, реализующей заданную функцию при помощи логического преобразователя

Для получения схемы, реализующей функцию, описываемую логическим выражением f ab bc , можно воспользоваться логическим преобразователем. Для этого проделайте следующее:

вызовите логический преобразователь;

ввидите в нижнее окно панели преобразователя логическое выражение ab bc с клавиатуры (операции ИЛИ соответствует знак +, инверсия обозначается апострофом);

для реализации схемы на элементах И-НЕ нажмите клавишу А|В

NAND на панели логического преобразователя.

Логический преобразователь выводит на рабочее поле схему, реализующую функцию, описываемую введенным логическим выражением (рис. 14.9).

Рисунок 14.9 – Схема, полученная с помощью логического преобразователя

175

К схеме подключите генератор слов, запрограммированный на формирование восьми слов, соответствующих числам от 0 до 7: 0=000; 1=001; … 7=111.

Переведите генератор слов в пошаговый режим. Включите схему. Последовательно подавая на входы схемы указанные слова и определяя уровень сигнала на выходе схемы логическим пробником, заполните таблицу истинности (табл. 14.13 в разделе «Содержание отчета»).

Вычислите промежуточные значения и занесите их в таблицу истинности (табл. 14.13 в разделе «Содержание отчета»). Они определяют логические сигналы на входе третьего элемента 2И-НЕ в схеме (для контроля результатов вычисления можно к его входам подключить логические пробники).

14.5 Содержание отчета

Эксперимент 1. Исследование логической функции И

а) Задание уровней логических сигналов

Измерение напряжения на входе В (ключ В в нижнем положении),

В. Измерение__________

Логический сигнал на входе В (ключ В в нижнем положении).

Измерение__________

Измерение напряжения на входе В (ключ В в верхнем положнии),

В. Измерение__________

Логический сигнал на входе В (ключ В в верхнем положении).

Измерение__________

Логический сигнал на выходе Y.

Измерение__________

б) Экспериментальное			получение			таблицы		истинности
элемента И
Таблица 14.4 – Результаты эксперимента
	Входы					Выход
	А			В		Y
	0			0
	0			1
	1			0
	1			1
				176

в) Получение аналитического выражения для функции

Аналитическое выражение для функции:

Эксперимент 2.

Исследование логической функции И-НЕ

Таблица 14.5 – Результаты эксперимента

Входы		Выход
А	В	Y
0	0
0	1
1	0
1	1

Таблица 14.6 – Результаты

		эксперимента
Входы			Выход
А	В		Y
0	0
0	1
1	0
1	1

Эксперимент 3. Исследование логической функции ИЛИ

а) Экспериментальное получение таблицы истинности логического элемента ИЛИ

Таблица 14.7 – Результаты эксперимента

	Входы		Выход
А		В	Y
0		0
0		1
1		0
1		1

б) Получение аналитического выражения для функции

Аналитическое

выражение для функции:

Эксперимент 4. Исследование логической функции ИЛИ-НЕ

Таблица 14.8 – Результаты					Таблица 14.9 – Результаты
		эксперимента					эксперимента
Входы			Выход		Входы			Выход
А	В		Y		А	В		Y
0	0				0	0
0	1				0	1
1	0				1	0
				177

1	1			1	1

Эксперимент 5. Исследование логических схем с помощью генератора слов

а) Сведения об исследуемой микросхеме

Таблица 14.10 – Сведения о микросхеме

Число элементов И-НЕ в микросхеме

Число исследуемых элементов 2И-НЕ

Обозначение выводов для подключения источника питания

Обозначения используемых входов

Обозначение используемого выхода

б) Экспериментальное получение таблицы истинности логического элемента 2И-НЕ микросхемы 7400

Таблица 14.11 – Результаты

		эксперимента
Входы			Выход
А	В		Y
0	0
0	1
1	0
1	1

Эксперимент 6. Реализация логической функции трех переменных

а) Синтез схемы, реализующей функцию, заданную логическим

выражением
Аналитическое
выражение для функции
f в базисе И-НЕ
Схемная реализация	Таблица 14.12 – Результаты
	эксперимента

178

	а	b	с	f
	0	0	0
	0	0	1
	0	1	0
	0	1	1
	1	0	0
	1	0	1
	1	1	0
	1	1	1

б) Синтез схемы, реализующей заданную функцию при помощи логического преобразователя

Таблица 14.13 – Результаты эксперимента

а	b	с							f
				ab
						bc
0	0	0
0	0	1
0	1	0
0	1	1
1	0	0
1	0	1
1	1	0
1	1	1

14.6Вопросы для самопроверки

1.Поясните, что означает понятие «логическая переменная»?

2.Какие значения может принимать логическая переменная?

3.Поясните, что означает понятие «логический сигнал»?

4.Какие значения может принимать логический сигнал?

5.Поясните, что означает понятие «логическая функция»?

6.Приведите примеры логических функций.

179

7.Может ли быть логическим сигналом уровень напряжения?

8.Какой сигнал должен быть подан на неиспользуемые входы элемента 8И-НЕ, если требуется реализовать функцию 3И-НЕ?

9.Какой сигнал должен быть подан на неиспользуемый вход элемента 4ИЛИ-НЕ при реализации функции 3ИЛИ-НЕ?

10.Имеются логические элементы 2И-НЕ. Как на их основе сделать схему 3И?

11.Как будет вести себя схема И, если на одном из входов будет постоянно присутствовать логическая единица? Логический нуль? Составьте таблицу истинности.

12.Как будет вести себя схема И-НЕ, если на одном из входов будет постоянно присутствовать логическая единица? Логический нуль? Составьте таблицу истинности.

13.Как будет вести себя схема ИЛИ, если на одном из входов будет постоянно присутствовать логическая единица? Логический нуль? Составьте таблицу истинности.

Лабораторная работа №15 Изучение структуры и функционирования микро-ЭВМ

сфиксированным набором команд

15.1Цель работы

1.Ознакомление со структурой микро-ЭВМ с фиксированным набором команд.

2.Картой памяти микро-ЭВМ с фиксированным набором команд

3.Изучение органов управления микро-ЭВМ.

4.Изучение режимов работы микро-ЭВМ.

15.2Конструкция и структура микро-ЭВМ

Микро-ЭВМ предназначена для знакомства с особенностями построения микро-ЭВМ с фиксированным набором команд и может быть использована для исследования методов программирования и работы БИС, входящих в микропроцессорный комплект серии К580. Открытая

180